基于超材料（MMs）的太赫兹（THz）生物传感器在临床诊断中具有无标记、简单快速、低成本及多细胞类型区分等优势，但细胞周围液体对高灵敏检测造成严重干扰。现有多数超材料细胞生物传感器检测无培养液的死细胞，导致原始形态丢失，难以稳定、灵敏地实现多细胞区分。本文提出一种由微腔与超材料组成的太赫兹生物传感器，用于在悬液中检测并区分多种细胞类...
准确、非侵入地检测尿液胆红素对医学诊断具有重要意义，传统方法常存在侵入性、操作复杂和依赖专用设备等问题。本研究提出一种纳米晶体增强的可调等离子体超材料传感器，用于太赫兹波工程，以实现尿液中胆红素浓度的直接、非侵入估计。该结构基于银纳米棒/纳米晶体阵列、缺陷谐振器和输入/输出波导，利用近零介电（ENZ）等离子体超材料增强局域电场并提高...
近期研究关注单层磷化硼的氢化工程及其在纳米电子中的潜在应用。本文耦合密度泛函理论（DFT）与有限元方法（FEM），对基于氢化磷化硼单层的蝴蝶结三角环（BTR）微结构进行结构与性能分析。作者计算了氢化磷化硼的载流子迁移率，揭示了结构参数和材料参数对共振频率的影响，并讨论了等边三角环两个尖端处电场的变化。结果表明，氢化磷化硼单层中电子在...
本文提出并实现了一种基于金属槽阵列超材料的无酶太赫兹尿酸传感器，并通过仿真与实验验证其传感模型。作者采用飞秒激光加工技术在铜板上刻蚀亚波长槽阵列，制备太赫兹超材料；随后将尿酸、抗坏血酸及其混合溶液以液相沉积方式置于超材料表面，利用太赫兹频域光谱系统测量透射谱。实验对尿酸、抗坏血酸及混合液进行梯度浓度检测，均获得良好线性响应；与尿酸相...
超材料生物传感器已被广泛用于细胞类型识别和肿瘤生物标志物浓度检测，但原位、非破坏性测量在肿瘤进展和转移中起关键作用的细胞迁移的方法仍十分迫切。为此，本文提出一种基于聚对二甲苯C（parylene C）基底的可柔性太赫兹超材料生物传感器，用于乳腺癌细胞生长与迁移的无标记、非破坏性检测。当乳腺癌细胞MDA-MB-231在超材料生物传感器...
由于外泌体在体液中稳定，作为结直肠癌（CRC）早期诊断生物标志物受到关注。为验证血浆外泌体作为CRC监测新型生物标志物的潜力，本文展示了一种用于检测外泌体的太赫兹（THz）超材料（MMs）生物传感器。该传感器具有两个共振频率，基于有限积分时域（FITD）方法的全波电磁仿真软件设计，并通过表面微加工制备。传感器表面首先用金纳米颗粒（A...
本文在由同心双U形谐振器（USR）构成的简单太赫兹超材料中观察到电磁感应透明（EIT）现象。数值模拟与耦合洛伦兹振子理论分析表明，该EIT效应源于亮-亮模式耦合。不同入射偏振角下的透射谱显示，EIT透明窗口具有偏振敏感性；在特定偏振角下还会出现Fano共振，其尖锐且非对称的线型对传感具有较高价值。作者进一步研究了该结构的折射率传感性...
外泌体 microRNA（miRNA）是液体活检中极具前景的无创生物标志物。本文构建了一种太赫兹（THz）超材料生物传感器，由环形沟槽包围的金（Au）圆盘阵列组成，用于基于双链特异性核酸酶（DSN）触发滚环扩增（RCA）的外泌体 miRNA 检测。该策略中，靶标 miRNA 被固定在磁性微球（MBs）上的探针 P0 捕获；在 DSN...
超材料启发的太赫兹（THz）生物传感器旨在发展高灵敏度、无标记的生物传感策略。然而，溶剂水在太赫兹波段具有强吸收，会掩盖大多数有意义的分子信号；已报道的多数太赫兹生物传感器需要繁琐干燥样品或替换为低吸收介质，从而损害目标分子原始生物活性并影响其分布均匀性。本文提出并制备了一种基于适配体水凝胶功能化太赫兹超材料的分子特异性太赫兹生物传...
太赫兹（THz）光谱在核酸功能与构象研究中备受关注，但其本征灵敏度限制了生物传感应用。本文报道了一种基于超材料、金属纳米颗粒和链置换扩增（SDA）的新型THz生物传感器，用于检测microRNA（miRNA）样品。SDA反应扩增目标miRNA并产生大量二级DNA分子（Trigger DNA），随后与金属纳米颗粒偶联形成纳米颗粒-Tr...
金黄色葡萄球菌是医院感染和食源性疾病常见病原菌，亟需高灵敏检测方法。本文报道一种基于金纳米颗粒（AuNPs）和滚环扩增（RCA）的太赫兹（THz）超材料生物传感器，用于高灵敏检测金黄色葡萄球菌。RCA过程扩增金黄色葡萄球菌DNA片段，产生大量长单链DNA分子；这些分子与AuNPs偶联形成复合物，使样品折射率显著升高，从而增强超材料的...
特异性生物识别是许多生物过程的关键，亟需高灵敏、无标记的生物传感器。超材料因其独特电磁特性成为生物传感的潜在选择。本研究基于太赫兹超材料，利用十八烷硫醇（ODT）和生物素对其进行功能化，制备了一种用于检测链霉亲和素–琼脂糖（SA）的无标记、高灵敏且特异性传感器。结果表明，超材料的低频和高频共振模式均可用于SA检测；在未稀释商业SA溶...